L'insegnamento mira principalmente a contribuire allo sviluppo delle abilità dell’ingegnere energetico nell’analisi di sistemi secondo i criteri indicati dal metodo termodinamico. Le conoscenze acquisite nei precedenti insegnamenti costituiscono la base di competenze che lo studente utilizzerà per analizzare sistemi e dispositivi nelle reali condizioni di funzionamento. I concetti legati alla teoria degli errori, all'analisi statistica dei dati, in generale, saranno proposti ed in parte applicati. Alcuni aspetti legati alla manutenzione industriale e agli impianti energetici saranno trattati. Secondo questi presupposti sono identificabili due possibili traiettorie di sviluppo delle abilità professionali, attraverso laboratori in campo inerenti tecnologie energetiche consolidate e laboratori sperimentali rivolti allo sviluppo di tecnologie energetiche alternative o di tipo innovativo.

I principi della termodinamica, che regolano il comportamento dei sistemi fisici e delle sostanze in essi coinvolte, insieme ai meccanismi di scambio termico e di trasporto dell’energia nelle sue diverse forme, rappresentano le competenze di base acquisite. L’abilità di applicare tali conoscenze per interpretare, valutare e contribuire al miglioramento delle prestazioni di sistemi e dispositivi energetici operanti nella realtà osservata costituisce uno dei principali risultati di apprendimento attesi. A tali risultati concorrono anche le attività sperimentali finalizzate allo sviluppo di dispositivi energetici innovativi. L’applicazione pratica dei concetti teorici rappresenta, pertanto, uno degli elementi concreti di valutazione. Sono inoltre oggetto di valutazione le capacità comunicative e l’analisi critica dei risultati ottenuti, condotta secondo criteri sintetici e lineari.

Progettazione e ottimizzazione di impianti energetici. Fisica tecnica.

Introduzione in cui vengono delineate le caratteristiche e le peculiarità dei sistemi e dei dispositivi termodinamici oggetto d’indagine per l’anno in corso. Saranno definiti gli obiettivi delle analisi e approfonditi specifici richiami alla teoria degli errori, all’analisi statistica e, più in generale, ad aspetti legati alle tecniche di data mining. I concetti fondamentali della manutenzione industriale saranno inoltre presentati e trattati nell’ambito della descrizione dei vari impianti energetici (20 ore). In ragione di quanto sopra delineato, le attività di laboratorio e di sperimentazione in campo, saranno mostrati considerando le seguenti tematiche (40 h): - Impianti e sistemi FV - Scambiatori di calore - Impianti a biomassa e sistemi di purificazione del combustibile gassoso - Concentratore solare e sistemi di storage termico - Celle LIB e calorimetria - Impianti energetici a pompa di calore geotermica - Produzione elettrica con microturbine eoliche - Sistemi di condizionamento termoigrometrico - Sistemi di ventilazione di tipo industriale - Produzione, uso e sicurezza del vettore idrogeno

Gli argomenti del corso vengono trattati attraverso lezioni, esercitazioni di laboratorio tramite collaborazioni con aziende che operano nel settore energetico. Le esercitazioni di laboratorio saranno condotte presso il Dipartimento di Energia, presso l'Energy Center e l'Environment Park di Torino. Il calendario del corso prevede, dopo una prima fase di input teorici, una fase di prove in laboratorio e/o in aula utilizzando casi di studio per approfondire l'argomento pianificato. A fine di ogni argomento, una relazione o progetto di lavoro viene affidata agli studenti. I progetti di lavoro richiesti per poter sostenere l'esame sono (min.) quattro. All'interno del calendario, verso la fase finale del corso, sulla base delle richieste e degli interessi degli studenti, si potranno pianificare visite ad hoc a laboratori di ricerca e/o partecipare a seminari di ricerca. E' altresi prevista un attività di revisione e tutoraggio a supporto dei gruppi di lavoro per poter completare i progetti e i report, prima della conclusione del corso.

Appunti e dispense del corso. Testi specialistici e raccolte normative opportunamente selezionate e indicate all’inizio del corso. Alcuni testi: M. Loreti, Teoria degli errori e fondamenti di statistica (Zanichelli) M. Agnello, Meccanica, metrologia e termodinamica (CLUT) Carpignano, Perotti, …, Manuale di Manutenzione, Tecniche nuove M. Marigo, La manutenzione di machine e impianti: sicurezza ed affidabilità (EPC) S. Dulli, S. Furini, E. Peron, Data mining, Metodi e strategie (Springer)

Slides; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti; Materiale multimediale ; Strumenti di simulazione;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Group essay;

... L'esame si compone di due principali modalità di valutazione: 1. Lavoro di gruppo (80% voto): Durante il corso, gli studenti lavoreranno in piccoli gruppi (3-4 studenti di norma) per produrre un massimo di 4 relazioni scritte, ciascuna trattante un aspetto specifico delle attività di laboratorio svolte. Ogni relazione contribuirà fino a un massimo di 6 punti, per un totale massimo di 24 punti, corrispondenti all'80% del voto finale. La consegna delle relazioni dovrà avvenire entro dieci giorni prima la data dell’esame. Modalità di consegna: Le relazioni dovranno essere caricate sulla piattaforma di gestione del corso. In caso di difficoltà nel rispettare la scadenza, i gruppi potranno richiedere un'estensione, previa comunicazione al docente. Qualora un gruppo non riuscisse a completare la relazione entro i termini stabiliti, sarà possibile concordare una data alternativa per la consegna, in accordo con il docente. Criteri di valutazione delle relazioni: Le relazioni saranno valutate in base a: - Rilevanza e completezza degli obiettivi richiesti - Struttura formale e chiarezza espositiva - Uso adeguato delle fonti e del materiale fornito - Applicazione delle metodiche e software descritti durante il corso - Capacità di analizzare, trattare e discutere i risultati ottenuti - Qualità della conclusione, che dovrà essere chiara e concreta 2. Esame orale (20% voto): L'esame orale è individuale e verterà sull'analisi critica dei risultati ottenuti nei lavori di gruppo. Durante l'esame, ogni studente presenterà il proprio lavoro, giustificando le scelte metodologiche, discutendo i risultati e rispondendo a domande teoriche sui concetti trattati nelle relazioni. Durante la discussione orale, il docente porrà tre domande teoriche sui temi trattati durante il corso e nei lavori di gruppo. La preparazione e la capacità di analisi e sintesi dei concetti acquisiti saranno essenziali per il superamento dell’esame. Composizione del voto finale Il punteggio finale dell'esame sarà così strutturato: • Relazione 1: max 6 punti • Relazione 2: max 6 punti • Relazione 3: max 6 punti • Relazione 4: max 6 punti In aggiunta alle relazioni, l'esame orale contribuirà al punteggio finale, e il voto complessivo sarà determinato in base alla valutazione delle relazioni e delle risposte fornite alle domande teoriche. Valutazione finale Il voto finale, che potrà raggiungere un massimo di 30/30, terrà conto di entrambe le modalità di esame (relazioni scritte e discussione orale). La discussione orale sarà il punto di partenza per l'analisi critica dei lavori di gruppo e per l'approfondimento teorico sui temi trattati durante il corso.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.